过程控制的基本原理_35403389
过程控制原理
过程控制原理过程控制原理是指在工业生产过程中，通过对生产过程中各种参数的监控和调节，使得生产过程能够达到预期的目标，保证产品质量稳定、生产效率高效、能源消耗低等。
过程控制原理是工业自动化的重要组成部分，它涉及到自动化控制系统、传感器、执行器等多个方面的知识，是工业生产中不可或缺的重要技术之一。
在过程控制原理中，最基本的原理之一就是反馈控制。
反馈控制是指通过对系统输出进行监测和比较，然后根据比较结果对系统输入进行调节，以使系统能够稳定地达到预期的目标。
反馈控制系统通常包括传感器、控制器和执行器三个部分。
传感器用于监测系统输出，控制器根据传感器的反馈信号进行逻辑运算和控制决策，执行器则根据控制器的指令对系统输入进行调节。
通过这种方式，反馈控制系统能够不断地调节系统状态，使系统能够稳定地运行在预期的工作点附近。
另一个重要的过程控制原理是前馈控制。
前馈控制是指在系统输出受到干扰时，通过对系统输入进行预先调节，以抵消干扰对系统输出的影响。
前馈控制系统通常需要对系统的工作环境和干扰情况有较为准确的预测，然后根据预测结果对系统输入进行调节。
前馈控制系统的设计和实现相对复杂，但它能够有效地提高系统对干扰的抵抗能力，保证系统输出的稳定性和准确性。
在工业生产中，过程控制原理的应用非常广泛。
例如，在化工生产中，通过对反应温度、压力、物料流量等参数的实时监控和调节，可以保证化工反应过程的稳定性和产品质量；在电力系统中，通过对发电机、变压器等设备的运行状态进行监控和调节，可以保证电网的稳定运行和电能的高效利用；在制造业中，通过对生产线上各个工序的控制和协调，可以实现生产过程的自动化和高效化。
总的来说，过程控制原理是工业生产中不可或缺的重要技术，它通过对生产过程中各种参数的监控和调节，使得生产过程能够达到预期的目标，保证产品质量稳定、生产效率高效、能源消耗低等。
通过对反馈控制和前馈控制等原理的应用，可以实现工业生产的自动化和智能化，为工业生产的发展提供强大的技术支持。
过程控制的简易原理
PID参数整定的基本原则
单项性能指标 误Biblioteka 积分性能指标 理论计算整定法 工程整定法
系统的临界振荡过程
简单控制系统的组成环节
谢谢
过程控制的简易原理
主讲人：曹东亮
PID调节原理
控制系统的设计归根到底就是调节器的设计 就是调节规律的确定和调节器参数的整定。
PID控制的优点
原理简单，使用方便，适应性强。 生产过程简单控制系统方框图：
过程控制系统的动态特性
(1) 对象的动态特性是单调、不振荡的 (2) 对象动态特性的延迟性和时间常数大 (3) 对象的动态特性具有纯时间滞后 (4) 被控对象的自平衡与非自平衡特性 (5) 被控对象的动态特性往往具有非线性特征
调节器选择
选择调节器动作规律时应根据对象特性、负荷变化、主要 扰动和系统控制要求等具体情况，同时还应考虑系统的经 济性以及系统投入方便等。
调节器定性选择原则
广义对象控制通道时间常数较大或容积迟延较大时，应引 入微分动作 当广义对象控制通道时间常数较小，负荷变化也不大，而 工艺要求无残差时，可选择比例积分动作 广义对象控制通道时间常数较小，负荷变化较小，工艺要 求不高时，可选择比例动作 当广义对象控制通道时间常数或容积迟延很大，负荷变化 亦很大时，简单控制系统已不能满足要求，应设计复杂控 制系统。
过程控制系统(DCS系统原理)精选
过程控制系统（DCS系统原理）精选过程控制系统，又称分布式控制系统（DCS），在现代工业生产中发挥着举足轻重的作用。
DCS系统原理以其高度集中、分散控制的特点，为生产过程提供了稳定、高效的保障。
下面，让我们一起来深入了解DCS系统的核心原理。
一、DCS系统概述DCS系统是一种以计算机技术、通信技术和控制技术为基础，实现对生产过程进行实时监控、操作和管理的控制系统。
它将整个生产过程划分为若干个子系统，通过分散控制、集中管理的方式，确保生产过程稳定、高效运行。
二、DCS系统原理1. 分散控制DCS系统采用分散控制原理，将复杂的工业生产过程分解为若干个相对简单的子过程。
每个子过程由相应的控制器进行实时监控和控制，降低了系统故障的风险，提高了生产过程的可靠性。
2. 集中管理虽然DCS系统采用分散控制，但整个生产过程仍需进行集中管理。
DCS系统通过高速通信网络将各子系统的数据实时传输至中央控制室，操作人员可以在中央控制室对整个生产过程进行监控、调整和优化。
3. 模块化设计4. 开放式通信协议DCS系统采用开放式通信协议，便于与其他系统进行集成。
这使得DCS系统可以轻松地与企业管理系统、数据库等实现数据交换，为企业生产提供全面的信息支持。
5. 故障诊断与处理DCS系统具备强大的故障诊断和处理能力，能够实时监测系统运行状态，发现异常情况及时报警，并采取相应措施进行处理，确保生产过程不受影响。
三、DCS系统在现代工业生产中的应用1. 石化行业：DCS系统在石化行业中应用广泛，用于对炼油、化工等生产过程进行控制，提高产品质量和产量。
2. 电力行业：DCS系统在发电厂、电网调度等领域发挥着重要作用，保障电力系统安全、稳定运行。
3. 冶金行业：DCS系统应用于冶金行业的烧结、炼铁、炼钢等工序，提高生产效率，降低能耗。
4. 环保行业：DCS系统在污水处理、烟气脱硫等环保领域具有显著效果，助力企业实现绿色生产。
DCS系统原理在现代工业生产中具有广泛的应用前景，为企业提高生产效率、降低成本、保障安全生产提供了有力支持。
过程控制原理
控制阀的分类：快开阀线性阀对数阀抛物线阀控制器参数的整定方法：经验凑试法临界比例度法衰减振荡法响应曲线法三种前馈控制系统的结构类型：静态前馈动态前馈前馈—反馈控制系统比值系统：开环比值控制单闭环比值控制系统双闭环比值控制系统防止积分饱和的三种方法：限幅法积分切除法积分外反馈法传热的三种方式：热传导热对流热辐射传热量调节的途径：调节载热体的流量调节传热的平均温差△T调节传热面积Fa 将工艺介质分路比例的缺点：存在余差积分的优点：消除余差1.何为泵的特性，用曲线和公式表示出来？压头H与排量及转速n之间的关系：n上升—H上升—Q上升—H下降2.何为管路特性，用曲线和公式表示出来？指的是管路系统中的流体流量和管路系统总阻力之间的关系3.离心泵系统达到稳定状态的条件是什么？H=Hl时，直接节流法，旁路回流法，调速法4.大型离心式压缩机通常有几种控制系统？1）负荷控制系统2）防喘振控制系统3）压缩机组的油路控制系统4）压缩机主轴的轴向推力，轴向位移及振动的指示与联锁保护。
5.什么是喘振，引起喘振的因素？当负荷降低到一定程度，气体的排送会出现强烈的震荡，而引发压缩机剧烈震动的现象原因1）负荷减小到一定程度2）被压缩气体的吸入状态：分子量、温度、压力的变化6.画图说明离心泵工作点稳定与不稳定的判别方法？当交点处管路特性的斜率大于泵特性的斜率时，是稳定工作点7.离心泵工作中产生不稳定工况的条件是什么？1）泵的H-Q特性曲线呈驼峰状2）管路装置中要有能自由升降的页面或能储存和放出能量的地方8.压缩机防喘振的基本思想是什么，常用方法有几种？压缩机在任何转速下的实际流量大于喘振极限所对应的最小流量9受控对象：反映操纵变量、扰动与受控变量之间关系的环节\控制阀：接受控制器的输出变量u的信号去改变操纵变量的环节测量变送：为控制器提供测量值的环节将工艺参数转换为统一的标准信号，4~20mA控制器：包括控制器环节和比较环节将给定值与测量值比较，根据偏差按一定的规律运算输出操纵控制阀，是控制系统的核心。
生产过程质量控制的原理及应用
生产过程质量控制的原理及应用1. 引言生产过程的质量控制是确保产品符合质量标准的关键过程之一。
这一过程涉及到从原材料采购到生产和最终交付的各个环节。
本文将探讨生产过程质量控制的原理及应用，以帮助企业提高产品质量，降低生产成本。
2. 原理生产过程质量控制的原理是通过监控和调整生产过程中的各项参数，从而达到预期的质量水平。
以下是质量控制的原理：•标准化：制定并实施一套标准化程序，确保生产过程中各环节的一致性。
•可测量性：确定可以测量的关键质量指标，并利用合适的工具和技术进行测量。
•统计控制：通过统计分析和图表绘制来监控质量指标的变化，及时发现和解决潜在问题。
•持续改进：通过持续的数据分析和改进措施，不断提升生产过程的质量水平。
3. 应用以下是生产过程质量控制的常见应用：•原材料选择：选择质量稳定、合格的原材料作为生产过程的基础，确保产品质量的可控性。
•工艺参数控制：根据产品的要求，确定关键工艺参数并进行控制，例如温度、湿度、时间等。
•设备维护：定期进行设备维护和保养，确保设备正常运行，避免因设备故障导致质量问题。
•操作规程：制定并执行标准操作规程，确保操作的一致性和准确性。
•制定质量指标：制定可衡量的质量指标，并在生产过程中进行监测和分析。
•员工培训：对员工进行质量控制相关的培训，提高其质量意识和操作技能。
4. 生产过程质量控制的优势生产过程质量控制的应用具有以下优势：•提高产品质量：通过控制生产过程，减少产品的变异性，提高产品一致性和稳定性。
•降低生产成本：通过优化生产过程，提高效率和生产能力，降低废品率和不良品率，从而降低生产成本。
•提高客户满意度：通过提供稳定的产品质量，增强客户信任和满意度，建立良好的企业形象。
•实现持续改进：通过数据分析和改进措施，不断提升生产过程的质量水平，实现持续改进和创新。
5. 结论生产过程质量控制是确保产品质量的重要手段，通过标准化、可测量性、统计控制和持续改进等原理的应用，可以有效提高产品质量，降低生产成本。
了解过程控制的基本原理
了解过程控制的基本原理过程控制是指通过对系统中的各种操作过程进行监测和调节，使得系统能够稳定运行，达到预期的工作目标。
在工业生产、交通运输、能源供应等领域，过程控制起着至关重要的作用。
了解过程控制的基本原理对于能够有效管理和优化过程控制系统具有重要意义。
本文将介绍过程控制的基本概念、基本原理和常见的控制策略。
一、过程控制的基本概念过程控制指的是对系统进行实时监测、检测和调节的过程，通过对系统输入和输出的测量和分析，采取相应的控制措施，使得系统能够按照预定的标准或要求进行工作。
过程控制的目标是保障系统的稳定运行和达到设计要求。
二、过程控制的基本原理1. 反馈原理反馈原理是过程控制中的核心概念之一。
通过对系统输出进行测量和检测，与设定值进行比较，得到误差值，并将误差值作为输入信号对系统进行调节。
反馈控制能够使系统对外界扰动具有较强的抵抗能力，提高系统的稳定性和精度。
2. 控制策略过程控制中常用的控制策略包括比例控制、积分控制和微分控制，即PID控制。
比例控制主要根据误差的大小进行控制，积分控制主要根据误差的积分值进行控制，微分控制主要根据误差的变化率进行控制。
PID控制通过对这三种控制策略的综合应用，能够有效地调节系统，使系统保持稳定状态，并具有较好的动态性能。
3. 控制器控制器是过程控制中的重要组成部分，通常由传感器、执行器和控制算法组成。
传感器用于检测系统的实时状态和参数，将其转化为电信号；执行器根据控制信号进行动作，控制系统的运行；控制算法通过对传感器数据进行分析和处理，得出控制信号，对执行器进行控制。
4. 过程模型过程模型是对被控对象的描述，通过建立系统模型，可以对系统进行分析、仿真和优化。
常用的过程模型有线性模型和非线性模型。
对于线性过程，可以采用经典控制方法进行分析和设计；对于非线性过程，需要采用先进的控制算法，如自适应控制、模糊控制和智能控制等。
三、常见的控制策略1. ON-OFF控制ON-OFF控制是最简单的控制策略之一，当系统输出超过一定阈值时，控制器输出一个固定的控制信号，对系统进行ON或OFF的控制。
控制的六大基本原理是什么
控制的六大基本原理是什么
控制的六大基本原则是：
1. 目标导向性：控制必须始终根据预先确定的目标进行，确保所有活动都是朝着实现目标的方向前进的。
2. 系统性：控制是一个连续的过程，它需要全面地了解整个系统的运作情况，才能对系统进行全面的控制。
3. 反馈性：控制必须具有反馈机制，即通过对目标达成情况的反馈来调整控制活动，确保目标能够最终达成。
4. 现实性：控制必须以现实情况为基础进行，即要充分考虑实际情况和限制条件，设置实际可行的目标和控制方法。
5. 灵活性：由于环境和情况的不断变化，控制必须具有灵活性，能够及时调整目标和控制方法，以适应不同环境的需求。
6. 积极性：控制必须具有积极主动性，遵循主动防御原则，及时发现和纠正问题，避免问题发生或加剧。
控制系统中的过程控制技术
控制系统中的过程控制技术随着科技的发展和工业的进步，控制系统在各个领域的应用越来越广泛。
其中，过程控制技术作为控制系统中的重要组成部分，具有非常重要的意义。
本文将介绍过程控制技术的基本原理、应用领域以及发展趋势。
一、过程控制技术的基本原理过程控制技术是指对连续变化的过程进行监测、调节和控制的技术手段。
它通过传感器获取过程中的相关数据，通过控制器进行处理，最终通过执行器对过程进行调节和控制。
过程控制技术的基本原理可以概括为感知、决策和执行三个步骤。
感知是指通过各种传感器采集过程中的各种参数，例如温度、压力、流量等，将它们转化为控制系统可以理解的信号。
决策是指根据感知到的参数值，通过控制算法对其进行处理，得出控制策略和输出信号。
执行是指根据控制算法输出的信号，通过执行器对过程进行调节和控制。
二、过程控制技术的应用领域过程控制技术广泛应用于各个行业，包括化工、制药、电力、石油等。
以化工行业为例，过程控制技术可以用于稳定化工过程中的温度、压力、流量等参数，提高生产效率和产品质量，降低生产成本。
在制药行业中，过程控制技术可以用于药品的生产过程监测和控制，确保药品的安全性和有效性。
在电力行业中，过程控制技术可以用于监控电网的运行状态，并对其进行调节和控制，确保供电的稳定性和安全性。
在石油行业中，过程控制技术可以用于炼油过程中的温度、压力、流量等参数的监测和控制，提高炼油效率和产品质量。
三、过程控制技术的发展趋势随着科技的不断进步，过程控制技术也在不断发展和创新。
未来，过程控制技术的发展趋势主要体现在以下几个方面：1.智能化：过程控制技术将更加智能化，具有自主学习、自适应和优化能力。
通过引入人工智能和机器学习算法，使控制系统能够根据实时数据对过程进行智能化调节和控制。
2.网络化：过程控制技术将更加网络化，实现远程监控和控制。
通过互联网和通信技术，可以对远程的过程进行实时监测和控制，提高生产的灵活性和效率。
3.安全性：过程控制技术将更加注重系统的安全性。
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4.自动控制系统硬件构成
检测元件（仪表） 变送器（将检测信号转换为4-20mA统一标准 信号）
控制系统（DCS控制系统
FCS系统）
计算机管理系统（界面操作、监控软件、数 据管理、系统组态）
控制器（调节器）的基本操作
手动模式（相当于遥控阀、给定跟踪输入） 自动模式（输出自动调节、只能调整给定值、输 出按PID规律变化）
过程控制的基本原理
1. 典型的过程工业实例
火力发电
光热发电
输电过程
配电过程
技术特征：装备庞大、过程连续、中间物料存储
炼钢过程
炼油过程
合成氨过程
流体输送单元
自动调节过程分析
OK, Stop
阀门
?
Slow Stop down
2.调节系统的构成
执行器(阀门)
e( t )
调节规律
传感器(液位)
计算机调节与控制系统构成
单回. 比例－微分－积分(PID)调节
e(t ) 设定值－控制变量＝Sv Pv
1 de(t ) V Kp e(t ) e(t )dt Td M Ti dt
Kp------比例系数 V------调节器输出值 M-------e(t)为零时初始值
点温度自动调节与控制系统、写出设计说明书。 作业2：查询目前市售的化工行业常用的控制 软件，以及温度、压强、流量、液位等传感器、 变送器型号。 作业3：了解国内外主要从事化工行业自动化 控制的主要公司和业务活动情况。
正作用：输入与给定出现正偏差时，输出减少
反作用：输入与给定出现正偏差时，输出增加
正作用：输入与给定出现正偏差时，输出减少
反作用：输入与给定出现正偏差时，输出增加
PID调节器
自动调节（控制）阀门
过程工程中常用检测器与执行机构
过程工程中常用检测器与执行机构
作业1：学习PID调节原理与系统组成，设计单
Ti-------积分时间
Td-------微分时间
Proportional-Integral-Derivative controller
比例、积分、微分作用的阶跃响应
输入信号
e(t) V V
比例作用 V Kp e(t )
1 V e(t ) dt Ti
t t
积分作用
V
微分作用
V Td
de(t ) dt
t
t
比例作用的阶跃响应
积分作用的阶跃响应
微分作用的阶跃响应
单回路（温度）控制器
1. 内置室内温度传感器 可控制室内温度或 回风温度 2. 控制参数可编程 可设定控制信号范围， 最大值/最小值 3. 可设定输入信号和输出信号的最大值/最 小值 4. 可开启/关闭“加热/制冷工况切换、设 定点修改”的操作 5. 摄氏/华氏温度显示可设定 可选择防霜 冻保护
D/A 转换 执行器(阀门)
e( t )
调节规律
计算机/人机界面
A/D 转换
传感器(液位)
单回路闭环控制系统原理
Sv ＋
e( t )
MV 调节器 执行器 调节对象
Pv
－
变送器＋传感器
闭环控制系统（closed-loop control system）：被控对象的 输出（被控制量）会反送回来影响控制器的输入，形成一 个或多个闭环。